2021-2022学年华师大版科学比热容
一.选择题(共5小题)
1.甲、乙两个杯子,盛有质量和初温相同的水,另有a、b两不同材料的金属球,其质量和初温相同,现将a、b两球分别投入甲、乙两杯中,达到热平衡后,测得甲杯的水温升高6℃,乙杯中水温升高3℃,若不计热损失则( )
A.a球的比热容大于b球的比热容
B.a球的比热容小于b球的比热容
C.a球放出热量等于b球放出的热量
D.a球放出的热量小于b球放出的热量
2.某学生用两个相同的热源分别对质量为m1,比热为c1的甲物质和质量为m2、比热为c2的乙物质加热,并根据实验测得的数据分别画出甲、乙两物质的温度随加热时间变化的图线,如图所示。根据图线情况,作出如下推断,其中不正确的是( )
A.若m1=m2,则c1<c2
B.若m1<m2,则c1>c2
C.若c1=c2,则m1<m2
D.若c1>c2,则m1<m2
3.用相同的电加热器分别对体积相等的A和B两种液体加热(不计热量损失),如图所示是A和B的温度随加热时间变化的图象。已知液体A和B的密度之比为5:4,两种液体末温均未达到它们的沸点。下列说法正确的是( )
A.A的比热容和B的比热容之比为1:2
B.A的比热容和B的比热容之比为8:5
C.加热相同的时间,B吸收热量比A吸收热量多
D.要使A和B升高相同的温度,B吸收的热量更多
4.为了比较甲、乙两种物质的比热容,小明取了两只相同的烧杯,且在烧杯里分别装入质量和初温都相同的甲、乙两种液体,他用同一个“热得快”电加热器分别给它们加热,并据实验数据画出了右图所示的图象。关于这个实验,下面说法正确的是( )
A.小明实验中是用升高的温度△t表示吸收热量的多少
B.小明实验中还需控制酒精灯内酒精的质量相同
C.液体甲的比热容大于液体乙的比热容
D.升高相同的温度,甲、乙两种液体吸收热量相等
5.探究“比较不同物质的吸热能力时,同学们用酒精灯同时开始均匀加热质量和初温都相等的沙子和水,装置如图所示。关于本实验下列说法正确的是( )
A.沙子吸热升温较快,说明沙子吸热能力较强
B.加热相同的时间,沙子和水吸收的热量相同
C.将沙子和水加热到相同温度吸收的热量相同
D.物体吸收热量的多少是由物质的种类决定的
二.填空题(共5小题)
6.用相同的装置给质量相等的甲、乙两种物质(固态)加热,它们的温度随时间变化情况的一部分如图所示。当加热至2min时,甲吸收的热量 乙吸收的热量(选填“等于”、“大于”或“小于”);从图中可以看出固体物质甲的吸热能力 固体物质乙的吸热能力(选填“大于”、“小于”或“等于”);根据图象分析固体甲 晶体(选填“是”、“不是”或“可能是”)。
7.为探究不同物质的吸热能力,选取质量和初温均相同的不同物质A和B,其中物质B为水,用相同的酒精灯同时加热相同的时间,温度随时间的变化图象如图所示,由图象可知物质A的比热容c= [c水=4.2×103J/(kg?℃)]。
8.水的比热是4.2×103J/(kg?℃),表示的物理意义是 。质量为2kg的水,温度从20℃升高到90℃,水吸收了 J的热量。
9.某物理兴趣小组,研究徐州市新建大龙湖水域对周边环境温度的影响时发现:大龙湖水域附近,夏天比周边降低1℃左右,冬天比周边升高1℃左右。请用你所学的知识解释其中的道理: 。
10.夏天,晒了一天的海滩,发现砂子比海水温度高,说明 。质量均为1kg,初温均为20℃的甲、乙两种液体,经同一加热器加热相同时间后,甲液体升温到50℃,乙液体升温到80℃.那么甲液体的比热容 (选填“大于”、“小于”)乙液体的比热容,若其中一种液体是水,那么另一种液体的比热容是 J/(kg?℃)。(c水=4.2×103J/(kg?℃))
三.解答题(共5小题)
11.小明用两个相同的电加热器分别给质量和初温都相同的A、B两种液体同时加热,两液体温度随时间变化的图象如图所示,则比热容c的大小关系:cA cB.(填“>”、“<”或“=”)
12.如图所示,甲、乙、丙三图中的装置相同,燃料的质量都是10g,燃烧杯内的液体初温相同,当燃料燃烧完时(烧杯内的液体均未沸腾),立即读取相应温度计的读数,分别为T甲、T乙和T丙,且有T甲>T乙>T丙。
(1)组装上图装置时应 (选填“自上而下”或“自下而上”);
(2)在实验中,三个烧杯中a、b液体的 (选填“质量”或“体积”)必须相同;
(3)比较不同物质的比热容,应选择 两图进行实验,实验液体a的比热容ca与实验液体b的比热容cb相比,有ca cb(选填“>”、“=”或“<”);
(4)比较不同物质的热值,应选择 两图进行实验,实验燃料1的热值q1与实验燃料2的热值q2相比,有q1 q2(选填“>”、“=”或“<”)。
13.沿海地区的昼夜气温变化不大,而内陆沙漠地区的昼夜气温变化较大,形成这种现象的主要原因是什么?
14.(2020?泉州模拟)研究物体温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关,有一组同学做了如下实验:在四个相同的烧杯中分别盛有水和煤油,用同样的加热器加热,下表是他们实验的记录,根据记录回答下列问题:
(1)比较a、b两烧杯的实验记录,得出的结论是:吸收的热量跟 有关
(2)比较c、d两烧杯的实验记录,得出的结论是:吸收的热量跟 有关
(3)比较a、c两烧杯的实验记录,得出的结论是:吸收的热量跟 有关
烧杯
液体
质量/g
初温/℃
末温/℃
时间/min
a
水
160
16
36
4
b
水
80
16
36
2
c
煤油
160
16
36
2
d
煤油
160
16
26
1
15.两个同样的烧杯,内装温度、质量相同的水和某种液体,用同样的酒精灯加热,每隔1min记录一次它们的温度,测得如下数据:
时间/min
0
1
2
3
4
5
水的温度/℃
20
22
24
26
28
30
某种液体的温度/℃
20
23
26
29
32
35
回答下列问题:
(1)在加热时间相同的条件下,水吸收的热量 (填“>”“<”或“=”)这种液体吸收的热量;升温快的是 ;
(2)如果它们升高相同的温度, 吸收的热量多;
(3)由此可根据公式 ,推出C水 C液(填“>”“<”或“=”)。
(4)根据以上数据可算出C液= 。
2021-2022学年华师大版科学比热容
参考答案与试题解析
一.选择题(共5小题)
1.解:(1)甲、乙两个杯子中水的质量m相同,
两球放入水中后,水吸收热量温度升高,
甲杯的水温升高6℃,乙杯中水温升高3℃,
即:△t甲>△t乙,水的比热c相同,
不计热量损失,由Q=cm△t可知,
所以△Q甲吸>△Q乙吸,
因为△Q甲吸=△Qa放,△Q乙吸=△Qb放,
所以△Qa放>△Qb放;a球放出的热量更多些,故CD错误;
(2)甲、乙水的初温t相同,升高的温度关系为:△t甲>△t乙,
所以热平衡后水的温度关系为:t甲>t乙,
即两小球的温度关系为:ta>tb,
球的初温t初相同,
所以t初﹣ta<t初﹣tb;
质量相同、初温t初相同的两球a和b,
对于a有:△Qa放=cama(ta﹣t初)…①
对于b有:△Qb放=cbmb(tb﹣t初)…②
已知:△Qa放>△Qb放,ma=mb,得:>1,
所以cama(ta﹣t初)>cbmb(tb﹣t初);
因为t初﹣ta<t初﹣tb,
则有ca>cb.所以A正确,B错误。
故选:A。
2.解:由图象可知:取相同的加热时间,即物质甲、乙吸收的热量相同时,甲的温度变化值大,即:△t1>△t2。
根据Q吸=cm△t得:cm=,c1m1<c2m2,即:甲的比热容和质量的乘积小于乙的比热容和质量的乘积。
A、若m1=m2,可以得到c1<c2,故A正确;
B、若m1<m2,不能判断得出c1>c2,故B错;
C、若c1=c2,可以得到m1<m2,故C正确;
D、若c1>c2,可以得到m1<m2,故D正确。
故选:B。
3.解:AB、两种体积相等、液体A和B的密度之比为5:4,
根据ρ=得,
质量之比为:===,
利用热量的计算公式Q=cm△t可知,在吸收相同热量时,A升高的温度为△tA=30℃﹣15℃=15℃,B升高的温度为△tB=45℃﹣15℃=30℃,
则比热容之比为:====,故A错误,B正确;
C、相同的电加热器,加热相同的时间,A、B吸收热量相同,故C错误;
D、由图知,要使A和B升高相同的温度,如30℃﹣15℃=15℃,A的加热时间长,A吸收的热量多,故D错误。
故选:B。
4.解:A、根据转换法,通过加热时间的长短来比较吸热多少,A错误;
B、本题中,同一个“热得快”作为热源分别给它们加热,故B错误;
C、由右图知,升高相同的温度,甲加热时间长,故甲的吸热能力强,液体甲的比热容大于液体乙的比热容,C正确;
D、根据Q=cm△t,甲乙两种物质,升高相同的温度,因液体甲的比热容大,故甲液体吸收的热量大于乙吸收的热量,D错误。
故选:C。
5.解:AB、实验中,相同的加热器在相同时间内吸收的热量相同,质量相同的水和沙子,沙子吸热升温较快,说明沙子吸热能力较弱,故A错误,B正确;
C、由于沙子的吸热能力弱,若将沙子和水加热到相同温度,沙子的加热时间短,沙子吸收的热量少,故C错误;
D、在本实验中,物体吸热多少是由加热时间决定的,故D错误。
故选:B。
二.填空题(共5小题)
6.解:用相同的装置加热,在相同的时间内放出的热量相同,故甲吸收的热量等于乙吸收的热量;
从图中可以看出吸收相同的热量甲的温度低,故甲的吸热能力大于乙的吸热能力;
甲有可能还没有达到熔点,所以甲可能是晶体。
故答案为:等于;大于;可能是。
7.解:我们可以取相同的加热时间8min,用相同的酒精灯加热8min,AB吸收的热量就是相同的,A的温度变化值为△tA=100℃﹣20℃=80℃,水的温度变化值为△t水=60℃﹣20℃=40℃,根据Q吸=cm(t﹣t0)可知在质量和吸收热量一定时,温度的变化值和比热容成反比,则:
A的比热容c=×c水=×4.2×103J/(kg?℃)=2.1×103J/(kg?℃)。
故答案为:2.1×103J/(kg?℃)。
8.解:(1)水的比热容为4.2×103J/(kg?℃),它表示1kg的水温度每升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量是4.2×103J;
(2)水吸收的热量:
Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J∕(kg?℃)×2kg×(90℃﹣20℃)=5.88×105J。
故答案为:1kg水温度升高(或降低)1℃吸收(或放出)的热量是4.2×103J;5.88×105。
9.解:徐州市新建大龙湖水域后,水的质量变多,因为水的比热容较大,夏天,相同质量的水和沙石比较,吸收相同的热量,水的温度升高的少,导致气温将比原来下降1℃左右;冬天,(相同质量的水和沙石比较)放出相同的热量,水的温度降低的少,导致气温比原来升高1℃左右。
故答案为:徐州市新建大龙湖水域后,水的质量变多,因为水的比热容较大,夏天,相同质量的水和沙石比较,吸收相同的热量,水的温度升高的少,导致气温将比原来下降1℃左右;冬天,(相同质量的水和沙石比较)放出相同的热量,水的温度降低的少,导致气温比原来升高1℃左右。
10.解:(1)水的比热容较大,同样受热或冷却的情况下,吸收或放出相同热量,相同质量水的温度变化比沙子小,因此,晒了一天的海滩我们会感到砂子比海水温度高;
(2)由题可知,同一加热器加热时间相同时,即两种液体吸收的热量相同,甲的温度升高的快;根据Q吸=cm△t可知,在质量相等、初温相同、吸热也相同的情况下,比热容小的物质升温快;所以,甲的比热容大,乙的比热容小;若其中一种液体是水,因为水的比热容最大,所以甲液体是水;
(3)由Q吸=cm(t﹣t0)得,
c甲m甲(t甲﹣t0)=c乙m乙(t乙﹣t0),
即4.2×103J/(kg?℃)×1kg×(50℃﹣20℃)=c乙×1kg×(80℃﹣20℃);
所以乙液体的比热容为:c乙=2.1×103J/(kg?℃)。
故答案为:水的比热容大;大于;2.1×103。
三.解答题(共5小题)
11.解:A、B两种液体质量和初温都相同,观察图象可知:在相同时间内温度变化较大的是A;
因使用的是相同的“热得快”加热,所以在相同时间内A、B两种液体吸收的热量相同;
因为c=,
所以两种液体质量相等,吸收的热量相同时,升高温度越大的液体,它的比热容就越小。
所以cA<cB。
故答案为:<。
12.解:(1)酒精灯需用外焰加热,所以要放好酒精灯,再固定铁圈的高度;
而温度计的玻璃泡要全部浸没到液体中,但不能碰到容器壁和容器底,所以放好烧杯后,再调节温度计的高度;
所以,组装实验器材时应采用自下而上的顺序进行组装。
(2)根据控制变量法的要求,在实验中,三个烧杯中a、b液体的质量必须相同;
(3)为了比较两种液体的比热容,需要燃烧相同的燃料,加热不同的液体,让液体的质量相同,通过温度计的示数高低得出吸热多少,进而判断两种比热容的大小关系,应选择甲丙两图进行实验;甲、丙所示实验中所用燃料种类与质量相同,则燃料燃烧释放的热量相等,即Q甲=Q丙,
燃料燃烧释放的热量被烧杯中的液体吸收,则Qa=Qb,
甲、丙两实验烧杯中液体的初温相等,末温T甲>T丙,则△t甲>△t丙,即△ta>△tb,
因为Qa=Qb,m相等,△ta>△tb,Q=cm△t,
所以由c=可知,ca<cb。
(4)为了比较热值大小,要用不同的燃料,加热同一种液体,让液体的质量相同,
通过温度计的示数高低得出吸热多少,进而判断热值大小,应选择甲乙两图进行实验;
由题意知,甲、乙两实验烧杯中液体的初温相等,末温T甲>T乙,则有:△t甲>△t乙,
由图甲、乙所示实验可知,两烧杯中的液体种类即比热容c、质量m都相等,由热量公式Q=cm△t可知,
Q甲>Q乙,燃料燃烧释放的热量被烧杯中的液体吸收,则燃料释放的热量Q1>Q2,
由于甲乙两实验所使用的燃料质量m相同而种类不同,由Q=mq可知,q1>q2。
故答案为:(1)自下而上;(2)质量;(3)甲、丙;<;(4)甲、乙;>。
13.答:沿海地区多水,水的比热容大,在同样吸放热条件下,水的温度变化小,所以昼夜温度变化不大;而内陆地区多砂石、泥土,它们的比热容较小,在同样吸放热条件下,砂石、泥土温度变化大,所以内陆沙漠地区昼夜温度变化较大。
14.解(1)a杯的质量是160g,升高20℃用的时间是4分钟,b杯的质量是80g,升高20℃用的时间是2分钟,而每分钟吸收的热量是相等的,故说明:同种物质升高相同的温度时,质量大的吸收的热量多。
(2)c杯的质量是160g,升高20℃用的时间是2分钟,d杯的质量是160g,升高10℃用的时间是1分钟,而每分钟吸收的热量是相等的,说明:相同质量的同种物质,升高的温度越多吸收的热量也越多
(3)a杯的质量是160g,升高20℃用的时间是4分钟,c杯的质量是160g,升高20℃用的时间是2分钟,而每分钟吸收的热量是相等的,说明:相同质量的不同物质,升高相同的温度时吸收的热量也不相同。
故答案为:(1)物体的质量;
(2)物体升高的温度;
(3)物质的种类。
15.解:(1)在加热时间相同的条件下,水吸收的热量等于液体吸收的热量;
根据表中数据可知,吸收相同的热量,水的温度从20℃升高到30℃;某种液体的温度从20℃升高到35℃,因此在加热时间相同的条件下,升温快的是某种液体;
(2)根据表中数据可知,吸收相同的热量,水的温度从20℃升高到30℃;某种液体的温度从20℃升高到35℃,因此都从20℃升高到30℃,某种液体加热的时间短,故如果它们升高相同的温度,水吸收的热量多;
(3)根据Q=cm△t可知,在吸收热量、质量相同的情况下,温度的变化值和比热容成反比,又因为某种液体的温度变化快,故某种液体的比热容小,即C水大于C液;Q
(4)由表中数据可知:在加热相同的时间,如1min,水和某种液体的吸收的热量是相同的,水的温度升高了2℃,某种液体温度升高了3℃,水和这种液体升高的温度之比是2:3;
根据Q吸=cm(t﹣t0)可知:在质量和吸收的热量相同时,物质升高的温度和物质的比热容成反比,水和这种液体升高的温度之比是2:3,水和这种液体的比热容之比就是3:2。
这种液体的比热容等于4.2×103J/(kg?℃)×=2.8×103J/(kg?℃)。
故答案为:(1)=;某种液种;(2)水;(3)Q=cm△t;>;(4)2.8×103J/(kg?℃)。